- 导数及其应用
- 共6208题
曲线在点
处的切线斜率为 ▲ .
正确答案
-1
略
(本题满分12分)
已知函数
.
(1)求的单调区间;
(2)若不等式对任意
恒成立,求a的范围.
正确答案
答案:(1) ………2分
………4分
∴在上是增函数,在
上是减函数,在
上是增函数。
………6分
(2)即
,则
或x=1
则
,
则
而,故
即
………8分
又x=1时,f(x)取极小值为
故, ………10分
由题意得 ………12分
略
(本小题满分13分)已知:定义在R上的函数,其中a为常数。
(1)若,求:
的图象在点
处的切线方程;
(2)若是函数
的一个极值点,求:实数a的值;
(3)若函数在区间
上是增函数,求:实数a的取值范围。
正确答案
(1)
(2)
(3)
解:(1)当时,
,
则
,∴切线方程:
,
(2),
∵是
的一个极值点,∴
,∴
;
(3)①当a=0时,在区间
上是增函数,则
符合题意; ②当
时,
,令
,则
,
,
当时,对任意
,
,则
符合题意;
当时,当
时,
,则
,
∴符合题意
综上所述,满足要求
在边长为a的正三角形的三个角处各剪去一个四边形.这个四边形是由两个全等的直角三角形组成的,并且这三个四边形也全等,如图①.若用剩下的部分折成一个无盖的正三棱柱形容器,如图②.则当容器的高为多少时,可使这个容器的容积最大,并求出容积的最大值.
图① 图②
正确答案
当容器的高为时,容器的容积最大,其最大容积为
设容器的高为x.则容器底面正三角形的边长为,
.
当且仅当.
故当容器的高为时,容器的容积最大,其最大容积为
若函数= .
正确答案
1
易知为奇函数, 所以
.
已知直线与曲线
相切。
(1)求b的值;
(2)若方程上有两个解
,求m的取值范围。
正确答案
略
.曲线处的切线与x轴、直线
所围成的三角形的面积为
= .
正确答案
1
略
(本题满分15分)已知函数
(1)求在
处的切线方程。
(2)求在
上的最小值。
正确答案
(1)
(2) 当,
=
;
当,
。
解:(1),
在
处的切线方程为
即
。( 7分)
(2),
,
令,
当,
=
;
当,
。 ( 15分)
已知直线为曲线
在点(1,0)处的切线,直线
为该曲线的另一条切线,且
的斜率为1.
(Ⅰ)求直线、
的方程
(Ⅱ)求由直线、
和x轴所围成的三角形面积。
正确答案
(Ⅰ)直线的方程为
即
,
的方程
(Ⅱ)所求的三角形面积为
(Ⅰ).
在曲线上,
直线
的斜率为
所以直线的方程为
即
…………………3分
设直线过曲线
上的点P
,
则直线的斜率为
即P(0,-2)
的方程
…………………6分
(Ⅱ)直线、
的交点坐标为
…………………8分
直线、
和x轴的交点分别为(1,0)和
…………………10分
所以所求的三角形面积为 …………………13分
已知过原点O的一条直线与函数y=log8x的图像交于A、B两点,分别过点A、B作y轴的平行线与函数y=log2x的图像交于C、D两点.
(1)证明: 点C、D和原点O在同一条直线上;
(2)当BC平行于x轴时,求点A的坐标.
正确答案
(1) 证明略(2)点A的坐标为(,log8
)
设点A、B的横坐标分别为x1、x2,
由题意知: x1>1,x2>1,则A、B纵坐标分别为log8x1,log8x2.
因为A、B在过点O的直线上,
所以,点C、D坐标分别为(x1,log2x1),(x2,log2x2),
由于log2x1==
3log8x2,
所以OC的斜率: k1=,
OD的斜率: k2=,
由此可知: k1=k2,即O、C、D在同一条直线上.
(2)解: 由BC平行于x轴知:log2x1=log8x2
即 log2x1=log2x2,代入x2log8x1=x1log8x2得x13log8x1=3x1log8x1,
由于x1>1知log8x1≠0,∴x13=3x1.
又x1>1,∴x1=,则点A的坐标为(
,log8
).
已知函数f(x)=x3+ax2+bx+a2(a,b∈R).
(1)若函数f(x)在x=1处有极值10,求b的值;
(2)若对于任意的a∈[-4,+∞),f(x)在x∈[0,2]上单调递增,求b的最小值.
正确答案
(1)b=-11 (2)
解:(1)f′(x)=3x2+2ax+b,
于是,根据题设有,
解得或
.
当时,f′(x)=3x2+8x-11,Δ=64+132>0,所以函数有极值点;
当时,f′(x)=3(x-1)2≥0,所以函数无极值点.
所以b=-11.
(2)由题意知f′(x)=3x2+2ax+b≥0对任意的a∈[-4,+∞),x∈[0,2]都成立,
所以F(a)=2xa+3x2+b≥0对任意的a∈[-4,+∞),x∈[0,2]都成立.
因为x≥0,
所以F(a)在a∈[-4,+∞)上为单调递增函数或为常数函数,
①当F(a)为常数函数时,F(a)=b≥0;
②当F(a)为增函数时,F(a)min=F(-4)=-8x+3x2+b≥0,
即b≥(-3x2+8x)max对任意x∈[0,2]都成立,
又-3x2+8x=-3(x-)2+
≤
,
所以当x=时,(-3x2+8x)max=
,所以b≥
.
所以b的最小值为.
据环保部门测定,某处的污染指数与附近污染源的强度成正比,与到污染源距离的平方成反比,比例常数为.现已知相距18
的A,B两家化工厂(污染源)的污染强度分别为
,它们连线上任意一点C处的污染指数
等于两化工厂对该处的污染指数之和.设
(
).
(1)试将表示为
的函数; (2)若
,且
时,
取得最小值,试求
的值.
正确答案
(1) , (2) 8.
试题分析:(1)解实际问题应用题,关键要正确理解题意,正确列出等量关系,注意考虑函数定义域. 设点C受A污染源污染程度为,点C受B污染源污染程度为
,其中
为比例系数,且
.从而点C处受污染程度
.定义域为
(2) 因为
,所以,
,求复杂分式函数最值,通常考虑利用导数求解.
,令
,得
,因此函数在
单调减,在
单调增,即在
时函数取极小值,也是最小值. 又此时
,解得
,经验证符合题意.
解:(1)设点C受A污染源污染程度为,点C受B污染源污染程度为
,其中
为比例系数,且
. 4分
从而点C处受污染程度. 6分
(2)因为,所以,
, 8分
,令
,得
, 12分
又此时,解得
,经验证符合题意.
所以,污染源B的污染强度的值为8. 14分
已知函数f(x)=-lnx,x∈(0,e).在曲线y=f(x)上某一点作切线与x轴和y轴分别交于A、B两点,设O为坐标原点,则△AOB面积的最大值为______.
正确答案
设切点为(t,f(t))
由已知 f′(x)=-,
所以曲线y=f(x)在点(t,f(t))处的切线方程为 y+lnt=-(x-t).
令y=0,得A点的横坐标为xA=t(1-lnt),
令x=0,得B点的纵坐标为yB=1-lnt,
当t∈(0,e)时,xA>0,yB>0,
此时△AOB的面积 S=t(1-lnt)2,S′=
(lnt-1)(lnt+1),
解S'>0,得 0<t<;解S'<0,得
<t<e.
所以 (0,)是函数 S=
t(1-lnt)2的增区间; (
,e)是函数的减区间.
所以,当 t=时,△AOB的面积最大,最大值为
×
(1-ln
)2=
.
故答案为:.
已知抛物线C:y=x2+4x+,过C上一点M,且与M处的切线垂直的直线称为C在点M的法线.
(Ⅰ)若C在点M的法线的斜率为-,求点M的坐标(x0,y0);
(Ⅱ)设P(-2,a)为C对称轴上的一点,在C上是否存在点,使得C在该点的法线通过点P?若有,求出这些点,以及C在这些点的法线方程;若没有,请说明理由.
正确答案
(Ⅰ)由题意知,M处的切线的斜率k==2,
∵y′=2x+4,
∴2x0+4=2,解得x0=-1,
将x0=-1代入y=x2+4x+中,解得y0=
,
∴M(-1,);
(Ⅱ)设 M(x0,y0)为C上一点,
①若x0=-2,则C上点M(-2,-)处的切线斜率 k=0,过点M(-2,-
) 的法线方程为x=-2,此法线过点P(-2,a);
②若 x0≠-2,则过点 M(x0,y0)的法线方程为:y-y0=-(x-x0) ①
若法线过P(-2,a),则 a-y0=-(-2-x0),即(x0+2)2=a ②
若a>0,则x0=-2±,从而y0=
,将上式代入①,
化简得:x+2y+2-2a
=0或x-2
y+2+2a
=0,
若a=0与x0≠-2矛盾,若a<0,则②式无解.
综上,当a>0时,在C上有三个点(-2+,
),(-2-
,
)及
(-2,-),在这三点的法线过点P(-2,a),其方程分别为:
x+2y+2-2a
=0,x-2
y+2+2a
=0,x=-2.
当a≤0时,在C上有一个点(-2,-),在这点的法线过点P(-2,a),其方程为:x=-2.
已知函数 (
).
(1)若,求函数
的极值;
(2)设.
① 当时,对任意
,都有
成立,求
的最大值;
② 设的导函数.若存在
,使
成立,求
的取值范围.
正确答案
(1)极大值是e-1,极小值
(2)①-1-e-1 ②(-1,+∞)
(1)当a=2,b=1时,f (x)=(2+)ex,定义域为(-∞,0)∪(0,+∞).
所以f ′(x)=ex
令f ′(x)=0,得x1=-1,x2=,列表
由表知f (x)的极大值是f (-1)=e-1,f (x)的极小值是f ()=
(2)① 因为g (x)=(ax-a)ex-f (x)=(ax--2a)ex,
当a=1时,g (x)=(x--2)ex.
因为g (x)≥1在x∈(0,+∞)上恒成立,
所以b≤x2-2x-在x∈(0,+∞)上恒成立. 记h(x)=x2-2x-
(x>0),则h′(x)=
.
当0<x<1时,h′(x)<0,h(x)在(0,1)上是减函数;
当x>1时,h′(x)>0,h(x)在(1,+∞)上是增函数;
所以h(x)min=h(1)=-1-e-1;所以b的最大值为-1-e-1. ②因为g (x)=(ax--2a)ex,所以g ′(x)=(
+ax-
-a)ex.
由g (x)+g′(x)=0,得(ax--2a)ex+(
+ax-
-a)ex=0,
整理得2ax3-3ax2-2bx+b=0.
存在x>1,使g (x)+g ′(x)=0成立.
等价于存在x>1,2ax3-3ax2-2bx+b=0成立.
因为a>0,所以=
.
设u(x)= (x>1),则u′(x)=
.
因为x>1,u′(x)>0恒成立,所以u(x)在(1,+∞)是增函数,所以u(x)>u(1)=-1,
所以>-1,即
的取值范围为(-1,+∞)
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